Ada - Islanding
Adalama , harici elektrik şebekesi gücü artık mevcut olmasa bile , dağıtılmış bir jeneratörün (DG) bir konuma güç sağlamaya devam ettiği durumdur. Ada, bir devrenin hala enerjili olduğunun farkında olmayan kamu hizmetleri çalışanları için tehlikeli olabilir ve cihazların otomatik olarak yeniden bağlanmasını engelleyebilir. Ek olarak, sıkı frekans kontrolü olmadan , adalı devrede yük ve üretim arasındaki denge bozulabilir ve bu nedenle anormal frekanslara ve voltajlara yol açabilir. Bu nedenlerden dolayı, dağıtılmış jeneratörler adalamayı tespit etmeli ve devreden derhal ayrılmalıdır; buna adalanma karşıtı denir .
Yaygın bir ada oluşturma örneği, kendisine bağlı güneş panelleri olan bir dağıtım besleyicidir . Elektrik kesintisi durumunda , güneş panelleri, ışınım yeterli olduğu sürece güç sağlamaya devam edecektir . Bu durumda kesinti nedeniyle ayrılan devre bir "ada" olur. Bu nedenle, şebekeye güç sağlamak için tasarlanmış güneş invertörlerinin genellikle bir tür otomatik adalanma önleme devresine sahip olması gerekir.
Yaygın olarak mikro şebeke olarak bilinen bazı tasarımlar, kasıtlı adalandırmaya izin verir. Bir kesinti durumunda, bir mikro şebeke denetleyicisi, özel bir anahtarda yerel devrenin şebekeden bağlantısını keser ve dağıtılmış jeneratörleri tüm yerel yüke güç sağlamaya zorlar.
Nükleer santraller bağlamında , ada oluşturma, bir nükleer reaktörün istisnai bir çalışma şeklidir. Bu modda, santralin şebekeden bağlantısı kesilir ve soğutma sistemleri (özellikle pompalar) sadece reaktörün kendisi tarafından üretilen güç kullanılarak çalıştırılır. Bazı reaktör türleri için adalama, elektrik üretimini hızlı bir şekilde geri kazanmak için elektrik santrali şebekeden ayrıldığında normal prosedürün bir parçasıdır. Adalama başarısız olduğunda, acil durum sistemleri (dizel jeneratörler gibi) devreye girer. Örneğin, Fransız nükleer santralleri her 4 yılda bir ada testleri yapıyor. Çernobil felaketi başarısız bir islanding testti.
Adalamanın temelleri
Elektrikli inverterler , doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştüren cihazlardır . Şebeke etkileşimli çeviriciler , şebekede sunulan mevcut güçle eşleşen AC gücü üretme ek gereksinimine sahiptir. Özellikle, şebeke etkileşimli bir invertör, bağlandığı güç hattının voltajı, frekansı ve fazıyla eşleşmelidir. Bu izlemenin doğruluğu için çok sayıda teknik gereklilik vardır.
Çatısında bir dizi güneş paneli bulunan bir evi düşünün. Panellere takılan inverter (ler), paneller tarafından sağlanan değişken DC akımı şebeke beslemesine uygun AC gücüne dönüştürür. Şebeke bağlantısı kesilirse, şebeke hattındaki voltajın sıfıra düşmesi beklenebilir, bu da bir hizmet kesintisinin açık bir göstergesidir. Bununla birlikte, evin yükünün, şebeke kesintisi anında panellerin çıktısıyla tam olarak eşleştiği durumu göz önünde bulundurun. Bu durumda paneller, evin yükü tarafından tüketilen gücü sağlamaya devam edebilir. Bu durumda, bir kesintinin meydana geldiğine dair açık bir gösterge yoktur.
Normalde, yük ve üretim tam olarak eşleştiğinde bile, sözde "dengeli durum", şebekenin arızalanması, birkaç ek geçici sinyalin üretilmesine neden olacaktır. Örneğin, hemen hemen her zaman hat voltajında kısa bir düşüş olacak ve bu da potansiyel bir arıza durumunu işaret edecektir. Bununla birlikte, bu tür olaylara, büyük bir elektrik motorunun çalıştırılması gibi normal çalışma da neden olabilir.
Çok sayıda yanlış pozitif olmadan adalamayı tespit eden yöntemler, önemli araştırma konusunu oluşturmaktadır. Her yöntemin, bir koşulun bir şebeke kesintisi sinyali olarak değerlendirilmesinden önce aşılması gereken bir eşiği vardır, bu da gerçek bir şebeke arızasının filtreleneceği koşullar aralığı olan bir " tespit dışı bölgeye " (NDZ) yol açar. . Bu nedenle, sahada konuşlandırılmadan önce, şebeke etkileşimli çeviriciler tipik olarak çıkış terminallerinde belirli şebeke koşullarını yeniden üreterek ve ada oluşturma koşullarının tespit edilmesinde adalama yöntemlerinin etkinliğini değerlendirerek test edilir.
Şüpheli mantık
Sahadaki faaliyet ve adayı tespit etmek için geliştirilen çok çeşitli yöntemler göz önüne alındığında, sorunun gerçekten harcanacak çaba miktarını gerektirip gerektirmediğini değerlendirmek önemlidir. Genel olarak, adaya karşı çıkmanın nedenleri şu şekilde verilmiştir (belirli bir sıra olmadan):
- Güvenlik endişeleri: Bir ada oluşursa, onarım ekipleri beklenmedik canlı kablolarla karşı karşıya kalabilir
- Son kullanıcı ekipman hasarı: Çalışma parametreleri normdan büyük ölçüde farklıysa müşteri ekipmanı teorik olarak hasar görebilir. Bu durumda, kuruluş hasardan sorumludur.
- Arızanın sona erdirilmesi: Devrenin aktif bir adaya tekrar kapatılması , yardımcı programın ekipmanında sorunlara neden olabilir veya otomatik tekrar kapama sistemlerinin sorunu fark etmemesine neden olabilir .
- İnvertör karışıklığı: Aktif bir adaya tekrar kapama, inverterler arasında karışıklığa neden olabilir.
İlk sorun, enerji endüstrisindeki birçok kişi tarafından büyük ölçüde reddedildi. Hat işçileri zaten normal olaylar sırasında beklenmedik şekilde canlı kablolara maruz kalıyorlar (yani bir ev elektriksiz olduğu için mi yoksa ana kesiciyi içerideki kişi çektiğinden mi?). Acil hat kuralları veya ölü hat kuralları altındaki normal çalışma prosedürleri, elbette hat işçilerinin gücü test etmesini gerektirir ve aktif adaların ihmal edilebilir bir risk ekleyeceği hesaplanmıştır. Bununla birlikte, diğer acil durum çalışanlarının hat kontrolü yapmak için zamanları olmayabilir ve bu sorunlar, risk analizi araçları kullanılarak kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Bir İngiltere merkezli bir çalışma "ağ operatörleri ve müşteriler hem kötü durum PV penetrasyon senaryoları altında PV sistemlerinin islanding ile ilişkili elektrik çarpması riski <10, tipik olduğu sonucuna -9 yılda."
İkinci olasılık da son derece uzak kabul edilir. Hızlı çalışacak şekilde tasarlanmış eşiklere ek olarak , ada algılama sistemleri, son kullanıcı ekipmanında hasara neden olabilecek koşullara ulaşılmadan çok önce açılacak olan mutlak eşiklere de sahiptir. Genel olarak, kamu hizmetleri arasında en çok endişeye neden olan son iki konudur. Tekrar kapamalar genellikle şebekeyi daha küçük bölümlere ayırmak için kullanılır; bu, arıza durumu (örneğin, hatlar üzerindeki bir ağaç dalı) ortadan kalkar kalkmaz dalı otomatik olarak ve hızlı bir şekilde yeniden enerjilendirir. Bir ada durumunda tekrar kapatıcıların yeniden enerjilenemeyeceğine veya neden oldukları hızlı döngünün, arıza giderildikten sonra DG sisteminin şebekeyi tekrar eşleştirme kabiliyetine müdahale edebileceğine dair bazı endişeler vardır.
Bir ada sorunu varsa, belirli türdeki jeneratörlerle sınırlı görünmektedir. 2004 tarihli bir Kanada raporu, senkron jeneratörlerin, mikrohidro gibi kurulumların ana endişe olduğu sonucuna vardı. Bu sistemler, yararlı bir sinyal sağlayacak önemli mekanik ataletlere sahip olabilir. İnverter tabanlı sistemler için, rapor sorunu büyük ölçüde reddetti ve şöyle dedi: "İnverter tabanlı DG sistemleri için adalanmayı önleme teknolojisi çok daha iyi geliştirildi ve yayınlanan risk değerlendirmeleri, mevcut teknoloji ve standartların DG'nin içine girerken yeterli koruma sağladığını gösteriyor. dağıtım sistemi nispeten düşük kalıyor. " Raporda ayrıca "bu konunun önemine ilişkin görüşler çok kutuplaşmış olma eğiliminde" olduğunu, kamu hizmetleri genel olarak ortaya çıkma olasılığını ve etkilerini dikkate aldığını, DG sistemlerini destekleyenlerin ise genellikle risk temelli bir yaklaşım ve çok düşük olasılıklarını kullandığını belirtti. ada oluşumu.
Adalaşmanın büyük ölçüde sorun olmadığı durumunu güçlendiren böyle bir yaklaşım örneği, 1999'da Hollanda'da gerçekleştirilen büyük bir gerçek dünya adalama deneyidir. O zamanlar mevcut olan anti-ada sistemine dayanmasına rağmen , tipik olarak en temel voltaj atlama algılama yöntemleri olan test, adaların 60 saniyeden daha uzun süre dayanamayacağını açıkça gösterdi. Üstelik teorik tahminler doğruydu; Bir denge koşulunun mevcut olma şansı yılda 10-6 civarındaydı ve şebekenin o noktada bağlantısının kesilme şansı daha da azdı. Bir ada ancak her iki koşul da doğru olduğunda oluşabileceği için, "Bir adayla karşılaşma olasılığının neredeyse sıfır olduğu" sonucuna vardılar.
Bununla birlikte, kamu hizmeti şirketleri, dağıtılmış üretim sistemlerinin uygulanmasını geciktirmek veya reddetmek için adalamayı kullanmaya devam ettiler. Ontario'da Hydro One , bir şubedeki toplam dağıtılmış üretim kapasitesinin yıllık maksimum maksimum gücün% 7'si olması durumunda bağlantıyı reddeden arabağlantı yönergelerini kısa süre önce tanıttı. Aynı zamanda California,% 30'a kadar bağlantılara izin vererek yalnızca gözden geçirme için% 15'lik bir sınır belirler ve yalnızca inceleme sınırını% 50'ye çıkarmayı aktif olarak düşünmektedir.
Sorun son derece siyasi olabilir. 2009'da Ontario'da ve daha sonra, yeni bir Tarife Garantisi programından yararlanan bir dizi potansiyel müşterinin bağlantıları ancak sistemlerini oluşturduktan sonra reddedildi. Bu, özellikle çok sayıda çiftçinin "kapasiteden muaf" microFIT programı kapsamında küçük (10 kWp) sistemler kurabildiği kırsal alanlarda, ancak Hydro One'ın olaydan sonra, birçok durumda daha sonra yeni bir kapasite düzenlemesi uyguladığını bulmak için bir sorundu. sistemler kuruldu.
Şebeke Arızası Sırasında Yedek Güç İçin Adalama
Kamu Güvenliği Güç Kapatma (PSPS) ve diğer elektrik şebekesi kapatmalarının büyük ölçüde artan kullanımı nedeniyle, evler ve işletmeler için yedekleme ve acil durum gücü ihtiyacı son birkaç yılda büyük ölçüde artmıştır. Örneğin, PG&E kuru ve rüzgarlı iklim koşullarında orman yangınlarının başlamasını önlemeye çalışırken, California kamu hizmeti kuruluşu PG&E'nin bazı kapatmaları günlerce sürdü. Bu ihtiyacı karşılamak için şebeke gücünü yedeklemek için, batarya yedeğine sahip güneş enerjisi sistemleri ve ada invertörleri, ev ve işletme sahipleri tarafından büyük ölçüde artan talep bulmaktadır. Şebeke gücünün mevcut olduğu normal çalışma sırasında, eviriciler, evdeki veya iş yerindeki yüklere güneş panelleri tarafından sağlanan gücü beslemek için şebekeye bağlanabilir ve böylece kamu hizmetinden tüketilen güç miktarını azaltabilir. Güneş panellerinden ekstra güç mevcutsa, elektrik şebekesine güç sağlamak için elektrik şebekesine güç beslemek ve / veya aküleri şarj etmek için kullanılabilir. Bu işlem, sahibinin kamu hizmetinden satın alması gereken güç maliyetini azaltabilir ve güneş enerjisi sisteminin satın alma ve kurulum maliyetlerini dengelemeye yardımcı olabilir.
Modern invertörler, şebeke gücü mevcut olduğunda otomatik olarak şebeke bağlayabilir ve şebeke gücü kaybolduğunda veya kabul edilebilir kalitede olmadığında, bu inverterler, ev veya işyeri elektrik sistemini şebekeden izole etmek için bir transfer anahtarı ile birlikte çalışır ve inverter buna güç sağlar. ada modunda sistem. Çoğu ev veya işletme, eviricinin sağlayabileceğinden daha büyük bir yük sunabilirken, yük atma, sürücüdeki yüke yanıt olarak sürücüden gelen AC güç çıkışının frekansını (yalnızca ada modunda) değiştirerek gerçekleştirilir. AC güç frekansı bu yüklemeyi temsil edecek şekilde moda. Klimalar ve elektrikli fırınlar gibi büyük yüklere güç beslemesine takılan yük modülleri, adadaki invertörden AC güç frekansını ölçer ve inverter maksimum güç çıkış kapasitesine yaklaştıkça bu yükleri öncelik sırasına göre keser. Örneğin, invertör güç çıkışı, inverterin maksimum çıkış kapasitesinin% 50'sinin altında olduğunda, AC güç frekansı standart frekansta (örneğin 60 Hz) tutulur, ancak güç çıkışı% 50'nin üzerine çıktığında, frekans doğrusal olarak yukarı doğru azalır. Sürücü çıkışı maksimum güç çıkışına ulaştığında 2 Hz'ye (örneğin 60 Hz'den 58 Hz'e). Ada modundaki inverter AC güç frekansı kontrolünün kolaylığı ve doğruluğu nedeniyle, bu frekans kontrolü, inverter yükünü güç sağladığı elektrik sisteminin her köşesine taşımanın ucuz ve etkili bir yoludur. Düşük öncelikli bir yük için bir yük modülü, bu güç frekansını ölçecektir ve eğer frekans, örneğin 1 Hz veya daha fazla düşürülürse (örneğin, 59 Hz'den düşükse), yük modülü yükünü keser. Her biri yükünün önceliğine bağlı olarak farklı bir frekansta çalışan birkaç yük modülü, inverter üzerindeki toplam yükü maksimum kapasitesinin altında tutmak için çalışabilir.
Bu adalı inverter güneş enerjisi sistemleri, tüm yüklerin aynı anda değil, potansiyel olarak çalıştırılmasına izin verir. Bu sistemler, içten yanmalı motorla çalışan jeneratörlere alternatif olarak yeşil, güvenilir ve uygun maliyetli bir yedek güç sağlar. Ada invertör sistemleri, işyerinde kimse bulunmasa veya ev sakinleri uyumakta olsa bile, aydınlatma, bina ısıtma sistemleri için fanlar ve gıda depolama cihazları gibi kritik elektrik yüklerinin çalışmaya devam etmesini sağlamak için şebeke gücü kesildiğinde otomatik olarak çalışır. Bu dikkat çekici sistemler hakkında daha fazla ayrıntı için, İnternette "güneş enerjisi yedek güç sistemleri" ni arayın. Arama, frekans tabanlı yük atma özellikli yedek ada sistemlerinin nasıl çalıştığını açıklayan ayrıntılı literatüre ve video eğitimlerine bağlantılar sağlayacaktır.
Ada algılama yöntemleri
Ada durumunun tespiti, önemli araştırma konusudur. Genel olarak bunlar, şebekede geçici olayları arayan pasif yöntemler ve eviriciden veya şebeke dağıtım noktasından bir çeşit sinyaller göndererek şebekeyi araştıran aktif yöntemler olarak sınıflandırılabilir. Ayrıca, yardımcı programın, invertör tabanlı yöntemlerin başarısız olmasına neden olacak koşulları tespit etmek için kullanabileceği ve invertörleri kapatmak için bu koşulları kasıtlı olarak altüst etmek için kullanabileceği yöntemler de vardır. Bir Sandia Labs Raporu , hem kullanımda olan hem de gelecekteki geliştirmeler olmak üzere bu metodolojilerin çoğunu kapsar. Bu yöntemler aşağıda özetlenmiştir.
Pasif yöntemler
Pasif yöntemler, şebekedeki geçici değişiklikleri tespit etmeye çalışan herhangi bir sistemi içerir ve bu bilgiyi, şebekenin başarısız olup olmadığına veya başka bir koşulun geçici bir değişiklikle sonuçlanıp sonuçlanmadığına dair olasılıksal bir belirleme olarak temel olarak kullanır.
Düşük / aşırı voltaj
Ohm yasasına göre , bir elektrik devresindeki voltaj, elektrik akımının (elektronların beslenmesi) ve uygulanan yükün (direnç) bir fonksiyonudur. Bir şebeke kesintisi durumunda, yerel kaynak tarafından sağlanan akımın, sabit bir voltajı koruyabilmek için yükü mükemmel bir şekilde eşleştirme olasılığı düşüktür. Bir arıza durumunu tespit etmek için periyodik olarak voltajı örnekleyen ve ani değişiklikleri arayan bir sistem kullanılabilir.
Düşük / aşırı gerilim algılaması normalde şebeke etkileşimli eviricilerde uygulanması önemsizdir, çünkü eviricinin temel işlevi gerilim dahil şebeke koşullarıyla eşleşmektir. Bu, tüm şebeke etkileşimli invertörlerin, zorunlu olarak, değişiklikleri tespit etmek için gereken devreye sahip olduğu anlamına gelir . Gereken tek şey, ani değişiklikleri algılamak için bir algoritmadır. Bununla birlikte, voltajdaki ani değişiklikler, yükler takılıp çıkarıldıkça şebekede sık görülen bir durumdur, bu nedenle yanlış bağlantı kesilmelerini önlemek için bir eşik kullanılmalıdır.
Bu yöntemle tespit edilmemeyle sonuçlanan koşulların aralığı geniş olabilir ve bu sistemler genellikle diğer tespit sistemleri ile birlikte kullanılır.
Düşük / aşırı frekans
Şebekeye iletilen gücün frekansı, invertörlerin dikkatlice eşleştirdiği beslemenin bir fonksiyonudur. Şebeke kaynağı kaybolduğunda, gücün frekansı adadaki devrelerin doğal rezonans frekansına düşecektir. Gerilim gibi bu frekanstaki değişikliklerin aranması, halihazırda gerekli işlevsellik kullanılarak uygulanması kolaydır ve bu nedenle neredeyse tüm invertörler bu yöntemi kullanarak da arıza koşullarını ararlar.
Gerilimdeki değişikliklerin aksine, rastgele bir devrenin doğal olarak şebeke gücüyle aynı doğal frekansa sahip olma olasılığı çok düşüktür. Ancak, televizyonlar gibi birçok cihaz kasıtlı olarak şebeke frekansına senkronize olur. Özellikle motorlar, "yavaşlarken" bir süre NDZ içinde olan bir sinyali sağlayabilir. Gerilim ve frekans kaymalarının kombinasyonu, yine de herkes tarafından yeterli görülmeyen bir NDZ ile sonuçlanır.
Frekans değişim oranı
Bir adanın tespit edildiği zamanı azaltmak için, tespit yöntemi olarak frekans değişim oranı benimsenmiştir. Frekans değişim oranı aşağıdaki ifade ile verilmektedir:
nerede sistem frekansı, zaman, güç dengesizliği ( ), sistem kapasitesi ve sistem ataleti.
Frekans değişim hızı veya ROCOF değeri belirli bir değerden büyük olursa, gömülü üretimin ağ ile bağlantısı kesilecektir.
Gerilim faz atlama tespiti
Yükler genellikle mükemmel olmayan güç faktörlerine sahiptir, yani şebekeden gelen voltajı mükemmel şekilde kabul etmezler, ancak onu biraz engellerler. Şebeke bağlantılı inverterler, tanım gereği, 1 güç faktörüne sahiptir. Bu, adalamayı tespit etmek için kullanılabilen şebeke arızalandığında fazda değişikliklere yol açabilir.
Eviriciler genellikle bir çeşit faz kilitli döngü (PLL) kullanarak şebeke sinyalinin fazını izler . PLL, sinyal sıfır volt'u geçtiğinde izleyerek şebeke sinyali ile senkronize kalır. Bu olaylar arasında, sistem esasen sinüs biçimli bir çıktı "çizer" ve uygun voltaj dalga biçimini üretmek için devreye giden akım çıkışını değiştirir. Şebeke bağlantısı kesildiğinde, güç faktörü aniden şebekenin (1) değerinden yükün (~ 1) değerine değişir. Devre, bilinen yükler verildiğinde düzgün bir voltaj çıkışı üretecek bir akım hala sağladığından, bu durum voltajda ani bir değişikliğe neden olacaktır. Dalga formu tamamlandığında ve sıfıra döndüğünde, sinyal faz dışı olacaktır.
Bu yaklaşımın temel avantajı, yük Ohm kanunu açısından arz ile tam olarak eşleşse bile fazdaki kaymanın meydana gelmesidir - NDZ, adanın güç faktörlerine dayanmaktadır ki bu çok nadiren 1'dir. Motorların başlaması gibi yaygın olaylar da devreye yeni empedanslar eklendikçe faz atlamalarına neden olur. Bu, sistemi nispeten büyük eşikler kullanmaya zorlayarak etkinliğini azaltır.
Harmonik algılama
Motorlar gibi gürültülü kaynaklarla bile, şebekeye bağlı bir devrenin toplam harmonik distorsiyonu (THD), bu olayları filtreleyen şebekenin esasen sonsuz kapasitesi nedeniyle genellikle ölçülemez. Diğer taraftan, inverterler genellikle% 5 THD'ye kadar çok daha büyük distorsiyonlara sahiptir. Bu, yapılarının bir işlevidir; Bazı THD, çoğu invertörün dayandığı anahtarlamalı güç kaynağı devrelerinin doğal bir yan etkisidir .
Böylece, şebeke bağlantısı kesildiğinde, yerel devrenin THD'si doğal olarak eviricilerinkine yükselecektir. Bu, adalamayı tespit etmek için çok güvenli bir yöntem sağlar, çünkü genellikle invertörünkine uyan başka hiçbir THD kaynağı yoktur. Ek olarak, inverterlerin kendi içindeki etkileşimler, özellikle transformatörler , kolayca ölçülebilen benzersiz 2. ve 3. harmonikleri üreten doğrusal olmayan etkilere sahiptir.
Bu yaklaşımın dezavantajı, invertörün denediği gibi, bazı yüklerin distorsiyonu filtreleyebilmesidir. Bu filtreleme etkisi yeterince güçlüyse, THD'yi algılamayı tetiklemek için gereken eşiğin altına düşürebilir. Bağlantı kesme noktasının "içinde" transformatörü olmayan sistemler, algılamayı daha zor hale getirecektir. Bununla birlikte, en büyük sorun, modern eviricilerin THD'yi mümkün olduğunca, bazı durumlarda ölçülemeyen sınırlara düşürmeye çalışmasıdır.
Aktif yöntemler
Aktif yöntemler genellikle hatta küçük sinyaller enjekte ederek ve ardından sinyalin değişip değişmediğini tespit ederek bir şebeke arızasını tespit etmeye çalışır.
Negatif sıralı akım enjeksiyonu
Bu yöntem, üç fazlı elektronik olarak bağlı dağıtılmış üretim (DG) birimleri tarafından kullanılabilen aktif bir adalama algılama yöntemidir. Yöntem, voltaj kaynaklı dönüştürücü (VSC) denetleyicisinden negatif dizi akımın enjekte edilmesine ve VSC'nin ortak kuplajı (PCC) noktasındaki karşılık gelen negatif dizi voltajının birleşik bir üçlü aracılığıyla tespit edilmesine ve ölçülmesine dayanmaktadır. faz sinyal işlemcisi (UTSP). UTSP sistemi, gürültüye karşı yüksek derecede bağışıklık sağlayan ve böylelikle küçük bir negatif dizi akımın enjekte edilmesine dayalı adalama tespitini mümkün kılan gelişmiş bir faz kilitli döngüdür (PLL). Negatif dizi akımı, geleneksel VSC akım kontrolörünün tamamlayıcısı olarak benimsenen bir negatif bileşen kontrolörü tarafından enjekte edilir. Negatif sıralı akım enjeksiyon yöntemi, UL1741 test koşulları altında 60 ms (3,5 döngü) içinde bir adalama olayını tespit eder, adalama tespiti için% 2 ila% 3 negatif dizi akım enjeksiyonu gerektirir, şebeke kısa devre oranı için bir ada olayını doğru şekilde tespit edebilir 2 veya daha yüksek ve UL1741 test sisteminin yük parametrelerindeki değişikliklere karşı duyarsızdır.
Empedans ölçümü
Empedans Ölçümü , inverter tarafından beslenen devrenin genel empedansını ölçmeye çalışır . Bunu, belirli bir zamanda çok fazla akım sunarak, akım genliğini AC çevrimi boyunca hafifçe "zorlayarak" yapar. Normalde, şebeke etkili bir şekilde sonsuz derecede katı bir voltaj kaynağı olduğundan, bunun ölçülen voltaj üzerinde hiçbir etkisi olmayacaktır. Bağlantının kesilmesi durumunda, küçük zorlama bile voltajda gözle görülür bir değişikliğe neden olarak adanın algılanmasına izin verir.
Bu yöntemin ana avantajı, herhangi bir tek invertör için gözden kaybolan küçük bir NDZ'ye sahip olmasıdır. Bununla birlikte, tersi de bu yöntemin temel zayıflığıdır; Birden fazla invertör olması durumunda, her biri hatta biraz farklı bir sinyali zorlayarak, herhangi bir invertör üzerindeki etkileri gizleyecektir. Bu sorunu eviriciler arasında iletişim kurarak hepsinin aynı programda zorlanmasını sağlamak mümkündür, ancak homojen olmayan bir kurulumda (tek bir dalda birden fazla kurulum) bu pratikte zor veya imkansız hale gelir. Ek olarak, yöntem yalnızca ızgara etkili bir şekilde sonsuzsa ve pratikte birçok gerçek dünya şebeke bağlantısı bu kriteri yeterince karşılamadığında işe yarar.
Belirli bir frekansta empedans ölçümü
Metodoloji Empedans Ölçümü ile benzer olsa da, "harmonik genlik atlaması" olarak da bilinen bu yöntem aslında Harmonik Algılamaya daha yakındır. Bu durumda, inverter belirli bir frekansta kasıtlı olarak harmonikleri verir ve Empedans Ölçümünde olduğu gibi, şebekeden gelen sinyalin şebeke arızalanana kadar onu aşmasını bekler. Harmonik Algılama gibi, sinyal gerçek dünya devreleriyle filtrelenebilir.
Kayma modu frekans kayması
Bu, ada tespitinin en yeni yöntemlerinden biridir ve teoride en iyilerinden biridir. Şebekenin bu sinyali bastıracağı beklentisiyle, inverter çıkışının fazının şebeke ile biraz yanlış hizalanmaya zorlanmasına dayanır. Sistem, şebeke sinyali eksik olduğunda kararsız hale gelmek için ince ayarlanmış bir faz kilitli döngünün eylemlerine güvenir; bu durumda, PLL, sinyali kendisine geri ayarlamaya çalışır, bu da kaymaya devam edecek şekilde ayarlanır. Şebeke arızası durumunda, sistem hızla tasarım frekansından uzaklaşacak ve sonunda sürücünün kapanmasına neden olacaktır.
Bu yaklaşımın en büyük avantajı, invertörde zaten mevcut olan devre kullanılarak uygulanabilmesidir. Ana dezavantaj, invertörün şebeke ile her zaman biraz zaman aşımına uğramasını gerektirmesidir, bu da daha düşük bir güç faktörüdür. Genel olarak konuşursak, sistem kaybolacak kadar küçük bir NDZ'ye sahiptir ve hızlı bir şekilde bağlantıyı kesecektir, ancak algılamayı dengelemek için tepki verecek bazı yükler olduğu bilinmektedir.
Frekans sapması
Frekans önyargısı, şebekeye hafif bir frekans dışı sinyali zorlar, ancak bunu, voltaj sıfırı geçtiğinde faza geri atlayarak her döngünün sonunda "düzeltir". Bu, Kayma Moduna benzer bir sinyal oluşturur, ancak güç faktörü şebekeninkine daha yakın kalır ve her döngüde kendini sıfırlar. Dahası, sinyalin bilinen yükler tarafından filtrelenmesi daha az olasıdır. Ana dezavantaj, her invertörün, örneğin voltaj sıfıra geri döndüğünde, döngüdeki aynı noktada sinyali sıfıra geri döndürmeyi kabul etmesi gerekmesidir, aksi takdirde farklı invertörler sinyali farklı yönlerde zorlayacak ve onu filtreleyecektir.
Bu temel şemanın çok sayıda olası varyasyonu vardır. "Zebra yöntemi" olarak da bilinen Frekans Atlama sürümü, belirli bir modelde yalnızca belirli sayıda döngüye zorlama ekler. Bu, harici devrelerin sinyali filtreleyebilme olasılığını önemli ölçüde azaltır. Bu avantaj, modelleri senkronize etmenin bir yolu kullanılmadıkça, birden fazla eviriciyle ortadan kalkar.
Fayda tabanlı yöntemler
Yardımcı program ayrıca, bir arıza durumunda sistemleri çevrimdışı duruma zorlamak için kullanabileceği çeşitli yöntemlere sahiptir.
Manuel bağlantı kesme
Küçük jeneratör bağlantılarının çoğu, mekanik bir bağlantı kesme anahtarı gerektirir, bu nedenle en azından, yardımcı program hepsini çekmesi için bir tamirci gönderebilir. Çok büyük kaynaklar için, bir operatörün jeneratörü manuel olarak kapatması için kullanılabilecek özel bir telefon hattı kurabilir. Her iki durumda da, reaksiyon süresi muhtemelen dakika veya saat düzeyinde olacaktır.
Otomatik bağlantı kesme
Manuel bağlantı kesme, şebekeden gönderilen sinyallerin kullanılmasıyla veya ikincil yollarla otomatik hale getirilebilir. Örneğin, güç hattı taşıyıcı iletişimi tüm eviricilere kurulabilir, yardımcı programdan gelen sinyalleri periyodik olarak kontrol eder ve komutla veya sinyal sabit bir süre için kaybolursa bağlantıyı keser. Böyle bir sistem oldukça güvenilir, ancak uygulanması pahalı olacaktır.
Transfer gezisi yöntemi
Şebeke, bir arızayı tespit etmek için her zaman bir yönteme sahip olacağından makul bir şekilde emin olabileceğinden, bu otomatikleştirilmiş veya basitçe tekrar kapayıcıya bakılarak, hizmet kuruluşunun bu bilgiyi kullanması ve hat boyunca iletmesi mümkündür. Bu, DG sistemini NDZ'nin dışına çıkmaya zorlayacak şekilde izole edilmeye zorlamak için şebekede kasıtlı olarak bir dizi tekrar kapama açarak uygun şekilde donatılmış DG sistemlerinin açılmasını zorlamak için kullanılabilir. Bu yöntemin çalışması garanti edilebilir, ancak şebekenin otomatik tekrar kapama sistemleri ile donatılmasını ve sinyalin tekrar kapatıcılara ulaşmasını garanti eden harici iletişim sistemleri gerektirir.
Empedans ekleme
Bununla ilgili bir kavram, şebekenin bir bölümünü kasıtlı olarak DG sistemlerinin bağlantısının kesilmesini garanti edecek bir duruma zorlamaktır. Bu, transfer-trip yöntemine benzer, ancak ağın topolojisine güvenmenin aksine, yardımcı programın baş ucunda aktif sistemler kullanır.
Basit bir örnek, bir şubeye eklenen, yüklü halde bırakılan ve normalde bir anahtarla bağlantısı kesilen büyük bir kapasitör bankasıdır . Bir arıza durumunda, kondansatörler kısa bir gecikmeden sonra şebeke tarafından şubeye geçirilir. Bu, dağıtım noktasında otomatik yollarla kolayca gerçekleştirilebilir. Kondansatörler yalnızca kısa bir süre için akım sağlayabilir, böylece verdikleri darbenin başlangıcı veya bitişi, invertörleri attıracak kadar değişikliğe neden olur.
Bu ada karşıtı yöntem için NDZ yok gibi görünüyor. Başlıca dezavantajı maliyettir; kapasitör bankı, tespit edilecek voltajda değişikliklere neden olacak kadar büyük olmalıdır ve bu, daldaki yük miktarının bir fonksiyonudur. Teoride, çok büyük bankalara ihtiyaç duyulacaktır, bu, kamu hizmetinin olumlu bir şekilde bakamayacağı bir masraftır.
SCADA
Adalanma önleyici koruma , kamu hizmeti pazarında zaten yaygın olarak kullanılan Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama (SCADA) sistemlerinin kullanılmasıyla geliştirilebilir. Örneğin, SCADA sistemi, bir arızanın devam ettiği bilinen bir hattaki voltajı tespit ederse bir alarm çalabilir. Bu, adalanma önleme sistemlerini etkilemez, ancak yukarıda belirtilen sistemlerin herhangi birinin hızlı bir şekilde uygulanmasına izin verebilir.
Referanslar
Kaynakça
- Ward Bower ve Michael Ropp, "Fotovoltaik Sistemlerde Yardımcı Etkileşimli İnvertörler için Ada Tespiti Yöntemlerinin Değerlendirilmesi" , Sandia National Laboratories, Kasım 2002
- CANMET (2004). Kanada için Dağıtılmış Nesil Adalama Algılama Yöntemleri ve Sorunlarının Değerlendirilmesi . CANMET Enerji Merkezi. CiteSeerX 10.1.1.131.6506 .
- Bas Verhoeven, "Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Güç Sistemleri Nedeniyle Hizmet Ağında Adalanma Olasılığı" , KEMA, 1999
- H. Karimi, A. Yazdani ve R. Iravani, Hızlı Ada Tespiti için Negatif Sıralı Akım Enjeksiyonu
Dağıtılmış Kaynak Birimi, IEEE Trans. Güç Elektroniği, VOL. 23, HAYIR. 1 OCAK 2008.